深井完井管柱振動特性分析及實驗研究.pdf

1、完井管柱是地層流體產(chǎn)出以及地面工作液注入產(chǎn)層的重要通道，流體流速和壓力的波動會誘發(fā)完井管柱的振動。管柱的受迫振動會造成管柱的疲勞破壞、磨損破壞，甚至在井下斷裂，研究完井管柱的振動特性對于確保完井管柱長期安全可靠工作有重大意義。本文首先分析了使完井管柱產(chǎn)生振動的內(nèi)部因素、外部因素及管柱內(nèi)部流固耦合機理，使用能量法及達朗伯原理分別建立了管柱橫向及縱向振動方程，利用分離變量法及邊界條件，求解振動方程并得到了管柱的固有頻率。接著，分析了封隔器約

2、束、管柱尺寸、彈性模量、內(nèi)壓對完井管柱固有頻率的影響。然后，分析管柱在簡諧激勵下的動力響應，以管柱結(jié)構(gòu)圖及生產(chǎn)工況為分析依據(jù)，以響應應力、響應位移、響應加速度為指標，橫向?qū)Ρ攘送昃苤痪畈煌r下的振動響應情況，縱向?qū)Ρ攘送还r不同井深處的振動響應情況。最后，根據(jù)管柱振動測試器在現(xiàn)場所測得的振動加速度數(shù)據(jù)，以應力為評價指標分析了管柱在振動較為劇烈工況下的安全性。
　　分析結(jié)果表明，完井管柱流固耦合振動固有頻率不但與管柱本身